Tài liệu Khảo sát ảnh hưởng tự đóng lại nhanh đền ổn định của hệ thống điện

Ñaïi Hoïc Quoác Gia Tp. Hoà Chí Minh TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA ---------------- NGUYEÃN THÒ THANH TRUÙC KHAÛO SAÙT AÛNH HÖÔÛNG TÖÏ ÑOÙNG LAÏI NHANH ÑEÁN OÅN ÑÒNH CUÛA HEÄ THOÁNG ÑIEÄN Chuyeân ngaønh: Thieát bò, maïng vaø nhaø maùy ñieän LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ TP. HOÀ CHÍ MINH, thaùng 12 naêm 2008 COÂNG TRÌNH ÑÖÔÏC HOAØN THAØNH TAÏI TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP. HOÀ CHÍ MINH Caùn boä höôùng daãn khoa hoïc : TS. Hoà Vaên Hieán Caùn boä chaám nhaän xeùt 1 : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Caùn boä chaám nhaän xeùt 2 : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Luaän vaên thaïc só ñöôïc baûo veä taïi HOÄI ÑOÀNG CHAÁM BAÛO VEÄ LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA, ngaøy . . . . thaùng . . . . naêm 2008 TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA PHOØNG ÑAØO TAÏO SÑH COÄNG HOØA XAÕ HOÄI CHUÛ NGHÓA VIEÄT NAM ÑOÄC LAÄP – TÖÏ DO – HAÏNH PHUÙC Tp. HCM, ngaøy thaùng . . . . thaùng 12 naêm 2008 NHIEÄM VUÏ LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ Hoï teân hoïc vieân: Nguyeãn Thò Thanh Truùc Phaùi: nöõ Ngaøy, thaùng, naêm sinh: 14/08/1979 Nôi sinh: Traø Vinh Chuyeân ngaønh: Thieát bò, maïng vaø Nhaø maùy ñieän MSHV: 01805471 I- TEÂN ÑEÀ TAØI: KHAÛO SAÙT AÛNH HÖÔÛNG TÖÏ ÑOÙNG LAÏI NHANH ÑEÁN OÅN ÑÒNH CUÛA HEÄ THOÁNG ÑIEÄN II- NHIEÄM VUÏ VAØ NOÄI DUNG: - Toång quan kieán thöùc veà töï ñoùng laïi toác ñoä nhanh ñeán oån ñònh cuûa heä thoáng ñieän. - Caùc phöông phaùp phaân tích oån ñònh ñoäng. - Baøi baùo nghieân cöùu veà aûnh höôûng cuûa töï ñoùng laïi toác ñoä nhanh. - Phaân tích aûnh höôûng töï ñoùng laïi nhanh ñeán oån ñònh cuûa heä thoáng ñieän. - Ñaùnh giaù-keát luaän III- NGAØY GIAO NHIEÄM VUÏ : ngaøy thaùng naêm 2008 IV- NGAØY HOAØN THAØNH NHIEÄM VUÏ: ngaøy thaùng V- CAÙN BOÄ HÖÔÙNG DAÃN: TS HOÀ VAÊN HIEÁN naêm 2008 Noäi dung vaø ñeà cöông luaän vaên thaïc só ñaõ ñöôïc Hoäi ñoàng chuyeân ngaønh thoâng qua. CAÙN BOÄ HÖÔÙNG DAÃN CN BOÄ MOÂN QL CHUYEÂN NGAØNH Ngaøy TRÖÔÛNG PHOØNG ÑT – SÑH thaùng naêm TRÖÔÛNG KHOA QL NGAØNH LÔØI CAÛM ÔN Em xin chaân thaønh caûm ôn Quyù Thaày, Coâ Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch khoa TP. Hoà Chí Minh, Phoøng Ñaøo taïo Sau Ñaïi hoïc, Boä moân Heä thoáng ñieän. Ñaëc bieät, em xin gôûi lôøi caûm ôn saâu saéc ñeán Thaày TS Hoà Vaên Hieán ñaõ taän tình höôùng daãn em trong suoát thôøi gian thöïc hieän luaän aùn naøy. Xin chaân thaønh caûm ôn caùc baïn taïi Phoøng Kyõ thuaät Ñieän löïc Traø Vinh ñaõ cung caáp nhöõng taøi lieäu kyõ thuaät vaø nhöõng yù kieán ñoùng goùp quyù baùu. TP.Hoà Chí Minh, thaùng 12 naêm 2008 Hoïc vieân thöïc hieän Nguyeãn Thò Thanh Truùc TOÙM TAÉT LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ Söï phaùt trieån nhaûy voït veà coâng suaát vaø quy moâ laõnh thoå cuûa heä thoáng ñieän Vieät Nam trong nhöõng naêm qua ñaõ laøm taêng yeâu caàu caáp thieát phaûi ñi saâu vaøo nghieân cöùu ñaëc tính oån ñònh. Moät trong nhöõng bieän phaùp nhaèm naâng cao tính oån ñònh cuûa heä thoáng ñieän laø söû duïng caùc thieát bò töï ñoùng laïi nhanh khi coù söï coá thoaùng qua. Nhö chuùng ta ñaõ bieát, baát kyø ñöôøng daây treân khoâng vaän haønh vôùi ñieän aùp cao (töø 6KV trôû leân) ñeàu coù söï coá thoaùng qua, chieám tôùi 80% - 90%, trong ñoù ñöôøng daây coù ñieän aùp caøng cao thì phaàn traêm xaûy ra söï coá thoaùng qua caøng lôùn. Moät söï coá thoaùng qua, chaúng haïn nhö moät phoùng ñieän xuyeân thuûng laø loaïi söï coá maø coù theå ñöôïc loaïi tröø baèng taùc ñoäng caét töùc thôøi maùy caét ñeå coâ laäp söï coá vaø söï coá seõ khoâng xuaát hieän trôû laïi khi ñöôøng daây ñöôïc ñoùng trôû laïi sau ñoù. Seùt laø nguyeân nhaân thöôøng gaây söï coá thoaùng qua nhaát, coøn nhöõng nguyeân nhaân khaùc thöôøng laø do söï laéc lö cuûa daây daãn gaây ra phoùng ñieän vaø do söï va chaïm cuûa caùc vaät beân ngoaøi ñöôøng daây. Vieät Nam naèm trong khu vöïc nhieät ñôùi, caùc ñieàu kieän khí haäu nhö: baõo, ñoä aåm, saám seùt, caây coái …ñeàu taïo ñieàu kieän toát cho söï coá thoaùng qua xaûy ra. Do vaäy, vieäc aùp duïng thieát bò töï ñoùng laïi MC (TÑL) treân heä thoáng ñieän Vieät Nam caøng neân ñöôïc xem xeùt caån thaän nhaèm aùp duïng moät caùch thích hôïp vaø hieäu quaû nhöõng lôïi ñieåm cuûa thieát bò naøy nhaèm goùp phaàn caûi thieän ñoä tin caäy heä thoáng ñieän. Xuaát phaùt töø caùc yeâu caâu neâu treân, ñeà taøi:” Khaûo saùt aûnh höôûng töï ñoùng laïi nhanh ñeán oån ñònh cuûa heä thoáng ñieän” nhaèm nghieân cöùu, khaûo saùt aûnh höôûng cuûa caùc thieát bò töï ñoùng laïi toác ñoä nhanh ñeán oån ñònh cuûa heä thoáng ñieän. 6 Noäi dung thöïc hieän goàm naêm phaàn chính nhö sau: 1) Toång quan kieán thöùc veà töï ñoùng laïi toác ñoä nhanh ñeán oån ñònh cuûa heä thoáng ñieän. - Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán vieäc thöïc hieän töï ñoùng laïi nhanh. - Ngaén maïch duy trì. - Töï ñoùng laïi moät pha. 2) Caùc phöông phaùp phaân tích oån ñònh ñoäng - Phöông phaùp phaân tích soá. - Phöông phaùp dieän tích. 3) Baøi baùo nghieân cöùu veà aûnh höôûng cuûa töï ñoùng laïi toác ñoä nhanh. - Khaûo saùt aûnh höôûng töï ñoùng laïi nhanh vaø maùy cuûa J.Berdy vaø P.G.Brown, thuoäc Electric Utility Systems Engineering Dept, Coâng ty General Electric, Schenectady, NY. Vaø J.G.Andrichak vaø S.B.Wilkinson, thuoäc Power System Management, Coâng ty General Electric, Philadelphia, PA. Muïc ñích cuûa baøi baùo naøy laø khaûo saùt veà söï hoøa hôïp giöõa söï chuyeån maïch cuûa heä thoáng khi coù söû duïng töï ñoùng laïi toác ñoä cao vaø söï nguy haïi tieàm taøng ñoái vôùi tuabin cuûa maùy phaùt. 4) Phaân tích aûnh höôûng töï ñoùng laïi nhanh ñeán oån ñònh cuûa heä thoáng ñieän. - Heä thoáng hai maùy vôùi ñöôøng daây ñôn. - Heä thoáng hai maùy vôùi ñöôøng daây keùp. - Phaân tích oån ñònh baèng Matlab. 5) Ñaùnh giaù – Keát luaän. Toùm taét luaän vaên thaïc só CBHD: TS Hoà Vaên Hieán 7 Vôùi thôøi gian nghieân cöùu coù haïn neân ñeà taøi seõ coù nhöõng thieáu soùt vaø chöa theå ñi saâu vaøo chi tieát cuûa taát caû caùc vaán ñeà. Ñeà taøi chæ nghieân cöùu aûnh höôûng trong phaïm vi cuûa maïng ñôn giaûn. Tuy nhieân, hy voïng raèng nhöõng kieán thöùc cô baûn ñaõ hoïc vaø taøi lieäu thu thaäp ñöôïc seõ ñaùp öùng phaàn naøo trong coâng taùc nghieân cöùu ñeà taøi. Em raát mong ñöôïc söï höôùng daãn ñoùng goùp vaø chia seû caùc kieán thöùc lieân quan töø Quyù Thaày, Coâ, ñoàng nghieäp vaø baïn beø ñeå ñeà taøi thaät söï coù ích. Xin chaân thaønh caûm ôn. Toùm taét luaän vaên thaïc só CBHD: TS Hoà Vaên Hieán MUÏC LUÏC Trang bìa Nhaän xeùt Nhieäm vuï luaän vaên thaïc só Lôøi caùm ôn Toùm taét luaän vaên thaïc só Muïc luïc CHÖÔNG 1: TOÅNG QUAN KIEÁN THÖÙC VEÀ TÖÏ ÑOÙNG LAÏI NHANH ÑEÁN OÅN ÑÒNH CUÛA HEÄ THOÁNG ÑIEÄN. 1.1 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán vieäc thöïc hieän töï ñoùng laïi nhanh 1.1.1 Caùc ñaëc tính baûo veä 1.1.2 Khöû ion taïi nôi xaûy ra söï coá 1.1.3 Caùc ñaëc ñieåm cuûa maùy caét 1.1.4 Löïa choïn thôøi gian phuïc hoài 1.1.5 Soá laàn ñoùng laïi 1.2 Ngaén maïch duy trì 1.3 Töï ñoùng laïi moät pha 1.3.1 Chaïm ñaát moät pha 1.3.2 Moät pha bò hôû 1.3.3 Môû khoâng ñoàng thôøi moät pha bò chaïm ñaát CHÖÔNG 2: CAÙC PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH OÅN ÑÒNH ÑOÄNG 2.1 Khaùi nieäm chung 2.2 Quaù trình quaù ñoä khi caét ñoät ngoät ñöôøng daây mang taûi 2.3 Phöông phaùp phaân tích soá 2.4 Phöông phaùp dieän tích CHÖÔNG 3: BAØI BAÙO NGHIEÂN CÖÙU VEÀ AÛNH HÖÔÛNG CUÛA TÖÏ ÑOÙNG LAÏI TOÁC ÑOÄ NHANH. 3.1 Noäi dung baøi baùo 3.2 Keát luaän CHÖÔNG 4: PHAÂN TÍCH AÛNH HÖÔÛNG TÖÏ ÑOÙNG LAÏI NHANH ÑEÁN OÅN ÑÒNH CUÛA HEÄ THOÁNG ÑIEÄN. 4.1 Heä thoáng hai maùy vôùi ñöôøng daây ñôn 4.2 Heä thoáng hai maùy vôùi ñöôøng daây keùp Trang 1 2 3 4 5-7 8-9 10-28 10 11 11 12 12 13 13 13 16 20 23 29-38 29-30 30-33 33-35 35-38 39-46 39-46 46 47-59 47-51 51-56 4.3 Phaân tích oån ñònh baèng Matlab CHÖÔNG 5: ÑAÙNH GIAÙ – KEÁT LUAÄN Taøi lieäu tham khaûo Lyù lòch trích ngang 56-59 60 10 CHÖÔNG 1: TOÅNG QUAN KIEÁN THÖÙC VEÀ TÖÏ ÑOÙNG LAÏI TOÁC ÑOÄ NHANH ÑEÁN OÅN ÑÒNH CUÛA HEÄ THOÁNG ÑIEÄN 1.1 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán vieäc thöïc hieän töï ñoùng laïi toác ñoä nhanh. Vieäc thöïc hieän töï ñoùng laïi nhanh phuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá sau: • Thôøi gian toái ña maø coù theå duøng cho vieäc môû vaø töï ñoùng laïi maùy caét maø khoâng laøm maát ñi tính ñoàng boä. • Thôøi gian yeâu caàu khöû ion hoùa hoà quang luùc ngaén maïch ñeå hoà quang khoâng phaùt sinh laïi khi maùy caét töï ñoùng laïi. Thôøi gian naøy ñöôïc xaùc ñònh töø vieäc kieåm nghieäm daãn ñieän trong phoøng thí nghieäm ñieän cao theá, vaø töø lónh vöïc kinh nghieäm cuûa vieäc töï ñoùng laïi cuûa caùc maùy caét. • Thôøi gian toái thieåu maø maùy caét coù theå môû vaø töï ñoùng laïi, ñöôïc xaùc ñònh töø caùc giôùi haïn veà cô vaø ñieän cuûa chính maùy caét. Ñaây chính laø vaán ñeà cuûa vieäc thieát keá maùy caét vaø cô caáu ñieàu khieån cuûa noù. • Töï ñoùng laïi khoâng ñöôïc laëp ñi laëp laïi. • Khaû naêng xaûy ra ngaén maïch duy trì. Yeâu caàu ñaàu tieân cho vieäc aùp duïng TÑL toác ñoä cao laø thôøi gian nhieãu loaïn heä heä thoáng coù theå chaáp nhaän ñöôïc maø khoâng gaây maát oån ñònh. Ñöôøng cong P-δ cuøng vôùi giaù trò coâng suaát truyeàn taûi cho pheùp phoûng ñoaùn ñöôïc ñoä thay ñoåi cuûa goùc truyeàn taûi, sau ñoù caàn phaûi bieát quan heä δ - t döï ñoaùn thôøi gian giôùi haïn cöïc ñaïi ñeå khoâng gaây nhieãu loaïn heä thoáng. Cuoái cuøng laø phaûi bieát ñaëc tính cuûa MC cuûa maïch baûo veä cuõng nhö thôøi gian khöû ion hoùa cuûa moâi tröôøng ñeå coù theå thöïc hieän töï ñoùng laïi toác ñoä cao trong baát cöù tröôøng hôïp naøo. Sau ñaây, ta seõ laàn löôït thaûo luaän ñeán caùc yeáu toá: Chöông 1 CBHD: TS Hoà Vaên Hieán 11 1.1.1 Caùc ñaëc tính baûo veä Duøng baûo veä taùc ñoäng nhanh nhö baûo veä khoaûng caùch, so leäch coù thôøi gian laøm vieäc 50ms, keát hôïp vôùi maùy caét taùc ñoäng nhanh seõ laøm giaûm thôøi gian nhieåu loaïn. Caùc ñaëc tính baûo veä phaûi ñöôïc tính toaùn vaø choïn löïa sao cho caû hai maùy caét ôû hai ñaàu ñöôøng daây phaûi ñöôïc caét ñoàng thôøi khi coù söï coá. Baát cöù moät maùy caét naøo môû tröôùc maùy caét kia cuõng seõ laøm taêng thôøi gian giaùn ñoaïn vaø töï ñoùng laïi khoù thaønh coâng hôn. Khi söû duïng baûo veä khoaûng caùch, söï coá xaûy ra ngay gaàn moät ñaàu cuûa ñöôøng daây (rôi vaøo vuøng taùc ñoäng khoâng töùc thôøi) thì baûo veä phaûi ñöôïc trang bò caùc duïng cuï ñaëc bieät giuùp cho hai maùy caét ôû hai ñaàu ñöôøng daây taùc ñoäng ñoàng thôøi. 1.1.2 Khöû ion taïi nôi xaûy ra söï coá Khi söû duïng töï ñoùng laïi vôùi toác ñoä cao, ta phaûi xaùc ñònh ñöôïc thôøi gian ñeå ñoùng laïi thaønh coâng, ion taïi nôi xaûy ra söï coá phaûi ñöôïc khöû heát maø khoâng cho hoà quang chaùy trôû laïi. Thôøi gian khöû ion cuûa moät tia hoà quang trong khí phuï thuoäc vaøo caáp ñieän aùp, khoaûng caùch phaùt sinh hoà quang, doøng söï coá, thôøi gian keùo daøi söï coá, toác ñoä gioù vaø söï keát hôïp ñieän dung cuûa daây daãn naèm caïnh keà, trong ñoù caáp ñieän aùp laø yeáu toá quan troïng nhaát: ñieän aùp caøng cao thì thôøi gian ñoøi hoûi khöû ion caøng lôùn nhö ñöôïc cho trong baûng sau. Baûng1.1: Thôøi gian khöû ion taïi choã ngaén maïch Thôøi gian khöû ion Ñieän aùp truyeàn taûi KV < 3,5 Chöông 1 Chu kyø Giaây 4 0,08 CBHD: TS Hoà Vaên Hieán 12 110 7,5 0,15 230 14 0,28 400 25 0,5 Neáu söû duïng töï ñoùng laïi moät pha, ñaëc bieät treân ñöôøng daây daøi thì thôøi gian chôø ñoùng laïi tTÑL cuûa pha söï coá ñöôïc ñaëc lôùn hôn so vôùi tröôøng hôïp ñoùng laïi ba pha, vì khi pha söï coá caét ra, hoã töông ñieän dung giöõa hai pha coøn laïi vôùi pha söï coá khieán cho hoà quang coù xu höôùng duy trì hoà quang laâu hôn. 1.1.3 Caùc ñaëc ñieåm cuûa maùy caét Vieäc töï ñoùng laïi treân ñöôøng daây truyeàn taûi ñoøi hoûi maùy caét chòu ñöôïc chu kyø laøm vieäc raát naëng neà treân moät doøng söï coá lôùn. Caùc loaïi maùy caét ñöôïc söû duïng hieän nay laø maùy caét daàu, maùy caét khoâng khí, maùy caét SF6, trong ñoù loaïi söû duïng khí SF6 laø khaû naêng ñoùng caét vôùi chu kyø naêng nhaát. Ngaøy nay, caùc maùy caét hieän ñaïi coù thôøi gian taùc ñoäng raát nhoû, thöôøng nhoû hôn thôøi gian khöû ion cuûa moâi tröôøng ñaëc bieät laø ñoái vôùi caáp ñieän aùp cao treân 220KV. Do ñoù, phaûi choïn thôøi gian giaùn ñoaïn maùy caét lôùn hôn thôøi gian khöû ion cuûa moâi tröôøng vaø löu yù raèng ñöôøng daây sieâu cao aùp, moät taùc ñoäng ñoùng laïi khoâng thaønh coâng seõ gaây thieät haïi coøn nhieàu hôn neáu khoâng söû duïng töï ñoùng laïi. 1.1.4 Löïa choïn thôøi gian phuïc hoài Ñoái vôùi baát kì loaïi maùy caét naøo, vieäc löïa choïn thôøi gian hoài phuïc cho heä thoáng baûo veä phaûi ñaûm baûo cho maùy caét coù ñuû thôøi gian trôû veà (khoâng khí ñöôïc naïp ñaày, cô caáu ñoùng tieáp ñieåm trôû veà vò trí saün saøng …) ñeå saün saøng cho laàn taùc ñoäng keá tieáp. Maùy caét taùc ñoäng cô löu chaát caàn thôøi gian phuïc hoài laø 10 giaây, Chöông 1 CBHD: TS Hoà Vaên Hieán 13 maùy caét cô caáu ñoùng loø xo caàn thôøi gian trôû veà laø 30 giaây, thôøi gian phuïc hoài cuûa maùy caét khí neùn laø caàn thieát ñeå aùp suaát khí trôû laïi bình thöôøng. 1.1.5 Soá laàn ñoùng laïi Vieäc töï ñoùng laïi vôùi toác ñoä cao treân ñöôøng daây sieâu cao aùp thöôøng chæ thöïc hieän moät laàn vì vieäc töï ñoùng laïi nhieàu laàn vôùi doøng söï coá lôùn coù theå gaây maát oån ñònh heä thoáng. Hôn nöõa, ñoái vôùi ñöôøng daây sieâu cao aùp, söï coá baùn keùo daøi (neáu coù) cuõng khoù bò loaïi boû baèng caùch ñoùng laïi nhieàu laàn nhö ñoái vôùi ñöôøng daây cao theá, trung theá. 1.2 Ngaén maïch duy trì Ngaén maïch duy trì thöôøng chieám tæ leä nhoû treân ñöôøng daây treân khoâng, ví duï nhö: caùc vaät daãn bò hoûng caùch ñieän hoaëc caùc cöïc bò hoûng caùch ñieän do maùy bay, ñoäng ñaát, gioâng baõo… Töï ñoùng laïi toác ñoä cao trong tröôøng hôïp ngaén maïch duy trì thöôøng coù haïi ñeán oån ñònh heä thoáng hôn laø khoâng töï ñoùng laïi hoaëc duy trì thôøi gian töï ñoùng laïi daøi. Töï ñoùng laïi khoâng neân aùp duïng treân ñöôøng daây caùp vì haàu nhö taát caû caùc söï coá treân ñöôøng daây caùp ñeàu laø ngaén maïch duy trì. Töông töï nhö vaäy, vieäc töï ñoùng laïi ít khi ñöôïc duøng cho söï coá treân thanh caùi, vì caùc söï coá treân thanh caùi thöôøng laø do heä thoáng ñieàu haønh vaø noù thöôøng ñöôïc yeâu caàu söûa chöõa baèng caùch ñoùng caét baèng tay. 1.3 Töï ñoùng laïi moät pha AÛnh höôûng cuûa töï ñoùng laïi nhanh ñeán oån ñònh cuûa heä thoáng coù theå hình dung moät caùch deã daøng nhaát baèng caùch duøng tieâu chuaån dieän tích. Ví duï nhö tröôøng hôïp coù ngaén maïch moät pha treân moät trong daây vaän haønh song song. Trong khi coù ngaén maïch, coâng suaát ñieän töø laø PII vaø sau khi coù ngaén Chöông 1 CBHD: TS Hoà Vaên Hieán 14 maïch laø PIII. Giaû söû raèng do caét treã neân Sabcc’ > Sdec’ (hình ), nhö vaäy heä seõ maát oån ñònh. Neáu coù trang bò töï ñoùng laïi thì ôû ñieåm f seõ phuïc hoài laïi PI (taïi ñieåm K treân ñöôøng PI). Hình1.1: AÛnh höôûng cuûa töï ñoùng laïi Keát quaû laø dieän tích haõm toác max taêng leân vaø Sc’dfkg > Sabcc’. Khi ñoù heä seõ oån ñònh. Vôùi PT: coâng suaát cô cuûa tua bin. P(δ): Coâng suaát ñieän töø cuûa maùy phaùt. PI: coâng suaát ñieän töø maùy phaùt tröôùc khi coù ngaén maïch. PII: coâng suaát ñieän töø maùy phaùt khi coù ngaén maïch. PIII: coâng suaát ñieän töø maùy phaùt sau khi coù ngaén maïch. Chöông 1 CBHD: TS Hoà Vaên Hieán 15 Khi aùp duïng TÑL ba pha cho ñöôøng daây moät loä noái hai heä thoáng vôùi nhau, vieäc caét ba pha ñöôøng daây söï coá seõ gaây taùch rôøi vaø leäch pha giöõa hai heä thoáng, trong khoaûng thôøi gian giaùn ñoaïn thì khoâng coù söï lieân laïc veà coâng suaát giöõa hai heä thoáng. Traùi laïi, neáu chæ coù pha bò söï coá caét ra trong tröôøng hôïp söï coá chaïm ñaát laø loaïi söï coá chieám phaàn lôùn ñoái vôùi ñöôøng daây treân khoâng thì vieäc duy trì lieân laïc coâng suaát giöõa hai heä thoáng vaãn ñöôïc tieáp tuïc thoâng qua hai pha coøn laïi. Khi duøng TÑL moät pha, moãi maùy caét moät pha phaûi hoaït ñoäng ñoäc laäp vaø coù moät cô caáu ñoùng caét rieâng. Ñieàu naøy thöôøng ñöôïc aùp duïng ñoái vôùi maùy caét SF6, maùy caét khoâng khí neùn vaø phaàn lôùn maùy caét daàu treân heä thoáng ñieän cao aùp. Sô ñoà choïn ñoùng ngaét pha söï coá khaù phöùc taïp, ngoaøi sô ñoà baûo veä ñöôøng daây, heä thoáng baûo veä caàn theâm rôle choïn pha söï coá. Khi söï coá nhieàu pha thì taát caû ba maùy caét ñeàu môû vaø khoùa khoâng cho ñoùng laïi. Neáu TÑL moät pha khoâng thaønh coâng thì cuõng môû caû ba maùy caét vaø khoùa khoâng cho ñoùng laïi. Lôïi ích cuûa TÑL moät pha laø duy trì ñoàng boä thôøi gian giaùn ñoaïn coâng suaát truyeàn cho pheùp laâu hôn. Nhöôïc ñieåm chính cuûa TÑL moät pha laø thôøi gian khöû ion taïi nôi xaûy ra söï coá daøi hôn vì coù söï hoå töông ñieän dung giöõa pha söï coá vaø caùc pha khoâng söï coá, coù theå gaây nhieãu ñöôøng daây thoâng tin. Trong moät soá tröôøng hôïp, doøng thöù töï khoâng coù theå gaây taùc ñoäng nhaàm cho rôle baûo veä chaïm ñaát treân ñöôøng daây loä keùp do söï hoã caûm giöõa ñöôøng daây söï coá vaø ñöôøng daây khoâng söï coá. Rôle choïn pha söï coá: Baûo veä khoaûng caùch ñaùp öùng moät caùch lyù töôûng khi söû duïng cuøng vôùi TÑL moät pha, vì phaàn töû ño pha ñaát ñöôïc cung caáp cho töøng pha rieâng reõ vaø coù theå söû duïng ñeå khôûi ñoäng ngaét moät pha, ñoùng laïi moät pha. Khaùc vôùi tröôøng hôïp baûo veä khoaûng caùch, baûo veä so saùnh pha, baûo veä so leäch ñöôøng daây laø baûo veä ngaén maïch nhieàu pha neân vôùi sô ñoà baûo veä naøy rôle choïn Chöông 1 CBHD: TS Hoà Vaên Hieán 16 pha söï coá phaûi ñöôïc duøng. Caùc nguyeân taéc laøm vieäc cuûa rôle choïn pha chaïm ñaát nhö sau: Laøm vieäc theo ñieän aùp: Rôle ñöôïc cung caáp baèng ñieän aùp pha-trung tính cuûa moät pha vaø ñieän aùp pha – pha (daây) cuûa hai pha khaùc. Rôle laøm vieäc khi ñoä lôùn pha – trung tính nhoû hôn moät nöûa ñieän aùp daây. Laøm vieäc theo doøng: phöông phaùp ño ñöôïc thöïc hieän baèng caùch so saùnh doøng thöù töï nghòch vôùi doøng thöù töï khoâng trong töøng pha vaø baèng caùch söû duïng caùc haäu quaû khi chaïm moät pha. Ñoái vôùi pha chaïm ñaát, doøng ñieän thöù töï nghòch vaø thöù töï khoâng truøng pha trong khi hai pha khoâng chaïm, vectô doøng ñieän leäch pha nhau moät goùc laø 1200. Sau ñaây khaûo saùt caùc tình traïng xaûy ra trong quaù trình töï ñoùng laïi moät pha: 1.3.1 Chaïm ñaát moät pha Cho ñöôøng daây lieân laïc giöõa hai heä thoáng nhö hình. Doøng taïi ñieåm ngaén maïch N • I AN = • EA − 0 • Z • = EA • (1.1) Z • Vôùi: Z : toång trôû töông ñöông maïng tôùi ñieåm ngaén maïch. • E A : giaù trò söùc ñieän ñoäng ñònh möùc pha. Chöông 1 CBHD: TS Hoà Vaên Hieán 17 Hình1.2: Doøng söï coá moät pha chaïm ñaát Söû duïng phöông phaùp thaønh phaàn ñoái xöùng, doøng naøy coù theå laø toång cuûa ba doøng: thöù töï thuaän, thöù töï nghòch, thöù töï khoâng. • • • • I AN = I A1N + I A2 N + I A0 N (1.2) Baûng 1.2: Doøng taïi ñieåm ngaén maïch khi coù söï coá pha A chaïm ñaát. Doøng pha taïi ñieåm ngaén maïch A • • • • B C • • I A = I AN IC = 0 IB = 0 • • I A = I A1 + I A 2 + I O • • • • I B = I B1 + I B 2 + I O • • • • I C = I C1 + I C 2 + I O Doøng cuûa thaønh phaàn ñoái xöùng Chöông 1 CBHD: TS Hoà Vaên Hieán 18 Thöù töï Thuaän Nghòch • • • 1⎛ • ⎞ I A1 = ⎜ I A + a. I B + a 2 I C ⎟ 3⎝ ⎠ • • • 1⎛ • ⎞ I A2 = ⎜ I A + a 2 . I B + a I C ⎟ 3⎝ ⎠ Khoâng • • • 1⎛ • ⎞ IO = ⎜ I A + I B + IC ⎟ 3⎝ ⎠ Doøng pha khoâng bò söï coá laø IBN = 0 vaø ICN = 0 do ñoù: • • • • • • • • • I B1N + I B 2 N + I 0 N = 0 (1.3) I C1N + I C 2 N + I 0 N = 0 (1.4) Töø ñoù: I A1N + I A 2 N + I 0 N = 0 (1.5) • • (1.6) Vaø I AN = 3 I 0 N Ñieän aùp pha A taïi ñieåm ngaén maïch: • • • • U A = U A1N + U A2 N + U 0 N = 0 Chöông 1 (1.7) CBHD: TS Hoà Vaên Hieán 19 • • • Ñieän aùp U A2 vaø U A0 giaûm vaø ñieän aùp U A1 taêng tyû leä vôùi khoaûng caùch cuûa ñieåm ngaén maïch. Ñieän aùp taïi traïm K hoaëc ñieän aùp caùc thaønh phaàn thöù töï laø toång ñieän aùp töông öùng taïi ñieåm ngaén maïch vaø ñieän aùp rôi treân trôû khaùng laø: • • • • • • • • • • • • (1.8a) U A1K = U A1N + I AKN 1 Z 1KN (1.8b) U A 2 K = U A 2 N + I AKN2 Z 2 KN (1.8c) U A0 K = U A0 N + I AKN0 Z 0 KN KN vieát ôû bieåu thöùc treân laø kyù hieäu phaân ñoaïn giöõa traïm K vaø ñieåm ngaén maïch N. Ñieän aùp pha söï coá taïi ñieåm rôle ñaët taïi traïm K. • U AK = I • KN A1 • • Z 1KN + I KN A2 • • • Z 2 KN + I AKN0 Z 0 KN (1.9) Ñieän aùp thöù töï nghòch vaø thöù töï khoâng taïi nguoàn baèng 0, neân töø (1.8) ta suy ra: • • • • E A1 = E nA = U A1N + I A1N • • 0 = U A2 N + I A2 N • • 0 = U A0 N + I A0 N • ∑ Z1 • ∑Z 2 (1.10b) 0 (1.10c) • ∑Z (1.10a) Vôùi: • • • ∑Z ,∑ Z ,∑Z 1 2 0 : toång trôû thöù töï thuaän, nghòch, khoâng tôùi ñieåm ngaén maïch. • E Adm : söùc ñieän ñoäng ñònh möùc cuûa pha A. Chöông 1 CBHD: TS Hoà Vaên Hieán